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求详细解答步骤(微分方程问题)

求微分方程的通解,求详细步骤

微分方程的解通常是一个函数表达式y=f(x),(含一个或多个待定常数,由初始条件确定)。

例如:

其解为:

其中C是待定常数;

如果知道

则可推出C=1,而可知 y=-\cos x+1。

一阶线性常微分方程

对于一阶线性常微分方程,常用的方法是常数变易法:

对于方程:y'+p(x)y+q(x)=0,可知其通解:

然后将这个通解代回到原式中,即可求出C(x)的值。

二阶常系数齐次常微分方程

对于二阶常系数齐次常微分方程,常用方法是求出其特征方程的解

对于方程:

可知其通解:

其特征方程:

根据其特征方程,判断根的分布情况,然后得到方程的通解

一般的通解形式为:

则有

则有

在共轭复数根的情况下:

r=α±βi

扩展资料

一阶微分方程的普遍形式

一般形式:F(x,y,y')=0

标准形式:y'=f(x,y)

主要的一阶微分方程的具体形式

约束条件

微分方程的约束条件是指其解需符合的条件,依常微分方程及偏微分方程的不同,有不同的约束条件。

常微分方程常见的约束条件是函数在特定点的值,若是高阶的微分方程,会加上其各阶导数的值,有这类约束条件的常微分方程称为初值问题。

若是二阶的常微分方程,也可能会指定函数在二个特定点的值,此时的问题即为边界值问题。若边界条件指定二点数值,称为狄利克雷边界条件(第一类边值条件),此外也有指定二个特定点上导数的边界条件,称为诺伊曼边界条件(第二类边值条件)等。

偏微分方程常见的问题以边界值问题为主,不过边界条件则是指定一特定超曲面的值或导数需符定特定条件。

唯一性

存在性是指给定一微分方程及约束条件,判断其解是否存在。唯一性是指在上述条件下,是否只存在一个解。

针对常微分方程的初值问题,皮亚诺存在性定理可判别解的存在性,柯西-利普希茨定理[4]则可以判别解的存在性及唯一性。

针对偏微分方程,柯西-克瓦列夫斯基定理可以判别解的存在性及唯一性。 皮亚诺存在性定理可以判断常微分方程初值问题的解是否存在。

参考资料来源:百度百科-常微分方程

参考资料来源:百度百科-微分方程

求微分方程通解,要详细步骤

1)特征方程为r²-5r+6=0, 即(r-2)(r-3)=0, 得r=2, 3

设特解y*=a, 代入方程得:6a=7, 得a=7/6

故通解y=C1e^(2x)+C2e^(3x)+7/6

2) 特征方程为2r²+r-1=0, 即(2r-1)(r+1)=0, 得r=1/2, -1

设特解y*=ae^x, 代入方程得:

2a+a-a=2, 得a=1

因此通解y=C1e^(x/2)+C2e^(-x)+e^x

拓展资料:微分方程论是数学的重要分支之一。大致和微积分同时产生,并随实际需要而发展。含自变量、未知函数和它的微商(或偏微商)的方程称为常(或偏)微分方程。

介绍

含有未知函数的导数,如

的方程都是微分方程。一般的凡是表示未知函数、未知函数的导数与自变量之间的关系的方程,叫做微分方程。未知函数是一元函数的,叫常微分方程;未知函数是多元函数的叫做偏微分方程。微分方程有时也简称方程。

概述

大致与微积分同时产生。事实上,求y′=f(x)的原函数问题便是最简单的微分方程。I.牛顿本人已经解决了二体问题:在太阳引力作用下,一个单一的行星的运动。他把两个物体都理想化为质点,得到3个未知函数的3个二阶方程组,经简单计算证明,可化为平面问题,即两个未知函数的两个二阶微分方程组。用叫做“首次积分”的办法,完全解决了它的求解问题。17世纪就提出了弹性问题,这类问题导致悬链线方程、振动弦的方程等等。总之,力学、天文学、几何学等领域的许多问题都导致微分方程。在当代,甚至许多社会科学的问题亦导致微分方程,如人口发展模型、交通流模型……。因而微分方程的研究是与人类社会密切相关的。当初,数学家们把精力集中放在求微分方程的通解上,后来证明这一般不可能,于是逐步放弃了这一奢望,而转向定解问题:初值问题、边值问题、混合问题等。但是,即便是一阶常微分方程,初等解(化为积分形式)也被证明不可能,于是转向定量方法(数值计算)、定性方法,而这首先要解决解的存在性、唯一性等理论上的问题。

参考资料:百度百科

微分方程求解!!要详细步骤

解:分享一种解法。 1)∵曲线y上任意点的切线的斜率k=y'=2x-10,而过S、T两点的直线方程为y=-4x+15,即切线ST的斜率k=-4,∴2x-10=-4。∴x=3,代入y=x^2-10x+24,得y=3,∴P点的坐标为(3,3)。 2)∵PR⊥ST,根据两条相互垂直的直线的斜率关系,有PR的斜率为-1/k=1/4,∴PR的直线方程可表示为y-3=(x-3)/4。 令y=0,得x=-9,即R点的坐标为(-9,0)。 供参考。

求微分方程详细步骤。

求微分方程通解,求详细过程

首先,把原式化简一下,等式两边先同时除以dx,再同时除以x,就可以得到: y/x+(1+y/x)(dy/dx)=0的等式 (0), 设u=y/x(1),推出dy/dx=(xdu/dx)+u (2), 将(1)(2)同时带入(0)式:u+(1+u)(xdu/dx+u)=0 化简以后可以得到:x(1+u)du/dx =-u^2-2u 继续化简就是: -(1+u)/u(u+2)du=dx /x 两边同时积分. 右边积分是ln x, 左边的-(1+u)/u(u+2)=-1/2*[(1/u)+1/(u+2)] -1/2*[(1/u)+1/(u+2)]du=-1/2*[du/u+du/(u+2)] 左边积
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